Definiție

O inecuație de gradul al doilea este o inecuație de forma: \[ ax^2+bx+c>0,\quad ax^2+bx+c<0 \] sau \[ ax^2+bx+c\ge 0,\quad ax^2+bx+c\le 0, \] unde \[ a,b,c\in\mathbb{R},\quad a\neq 0. \]

Metoda de rezolvare

Pentru rezolvarea unei inecuații de gradul al doilea se parcurg următoarele etape:

\(\bullet\) Se atașează ecuația de gradul al doilea corespunzătoare:

\[
ax^2+bx+c=0
\]

\(\bullet\) Se calculează discriminantul ecuației:

\[
\Delta=b^2-4ac
\]

\(\bullet\) Se determină rădăcinile reale ale ecuației.

\(\bullet\) Se alcătuiește tabelul de semne:

între rădăcinile ecuației se pune semnul contrar lui \(a\), iar în afara rădăcinilor se pune semnul lui \(a\).

\(\bullet\) Se identifică intervalele care verifică inecuația dată.

\[ {\color{red}{\bf Cazul\ I:\ \Delta>0}} \] \[ {\color{red}{ \Delta>0 \Rightarrow x_1,x_2\in\mathbb{R},\ x_1\neq x_2 }} \] \[ {\color{red}{ x_1=\frac{-b-\sqrt{\Delta}}{2a};\ x_2=\frac{-b+\sqrt{\Delta}}{2a} }} \] \[ {\color{red}{ \begin{array}{c|ccccc} x & -\infty & x_1 & & x_2 & +\infty \\ \hline ax^2+bx+c & semnul\ lui\ a & 0 & semn\ contrar\ lui\ a & 0 & semnul\ lui\ a \end{array} }} \]

Exemplul 1. Să se rezolve inecuația \(x^2-5x+4\le 0\).

Rezolvare:

\(a=1,\quad b=-5,\quad c=4\)

\(\Delta=b^2-4ac=(-5)^2-4\cdot 1\cdot 4=25-16=9\)

\(\sqrt{\Delta}=\sqrt{9}=3>0 \Rightarrow x_1,x_2\in\mathbb{R},\quad x_1\neq x_2\)

\[
x_1=\frac{-b-\sqrt{\Delta}}{2a}
=\frac{-(-5)-3}{2\cdot 1}
=\frac{5-3}{2}
=1
\]

\[
x_2=\frac{-b+\sqrt{\Delta}}{2a}
=\frac{-(-5)+3}{2\cdot 1}
=\frac{5+3}{2}
=4
\]

\[
\begin{array}{c|ccccc}
x & -\infty & 1 & & 4 & +\infty \\ \hline
x^2-5x+4 & + & 0 & – & 0 & +
\end{array}
\]

Deoarece \(x^2-5x+4\le 0 \Rightarrow x\in[1,4]\).

Cazul II: \(\Delta=0\)

\[
\Delta=0 \Rightarrow x_1=x_2=\frac{-b}{2a}\in\mathbb{R}
\]

\[
\begin{array}{c|ccc}
x & -\infty & x_1=x_2 & +\infty \\ \hline
ax^2+bx+c & \text{semnul lui }a & 0 & \text{semnul lui }a
\end{array}
\]

Exemplul 2. Să se rezolve inecuația \(x^2-6x+9\ge 0\).

Rezolvare:

\(a=1,\quad b=-6,\quad c=9\)

\(\Delta=b^2-4ac=(-6)^2-4\cdot 1\cdot 9=36-36=0\)

\[
\Delta=0 \Rightarrow x_1=x_2=\frac{-b}{2a}
=\frac{-(-6)}{2\cdot 1}
=\frac{6}{2}
=3
\]

\[
\begin{array}{c|ccc}
x & -\infty & 3 & +\infty \\ \hline
x^2-6x+9 & + & 0 & +
\end{array}
\]

Deoarece \(x^2-6x+9\ge 0 \Rightarrow x\in\mathbb{R}\).

\[ {\color{red}{ \textbf{Cazul III: }\Delta<0 }} \] \[ {\color{red}{ \Delta<0 \Rightarrow x_1,x_2\notin\mathbb{R} }} \] \[ {\color{red}{ \begin{array}{c|ccc} x & -\infty & & +\infty \\ \hline ax^2+bx+c & semnul\ lui\ a & & \end{array} }} \] \[ \textbf{Exemplul 3.}\ \text{Să se rezolve inecuația } x^2+4x+5>0. \] \[ \textbf{Rezolvare:} \] \[ a=1,\quad b=4,\quad c=5 \] \[ \Delta=b^2-4ac=4^2-4\cdot1\cdot5=16-20=-4 \] \[ \Delta<0 \Rightarrow x_1,x_2\notin\mathbb{R} \] \[ \begin{array}{c|ccc} x & -\infty & & +\infty \\ \hline x^2+4x+5 & + & & \end{array} \] \[ x^2+4x+5>0 \Rightarrow x\in\mathbb{R} \]